7.生活中的圆周运动 MYKONGLONG
7．生活中的圆周运动
ZIZHUXUEXI !自主学习自见学习我先行 1.火车转弯时,将它看成是圆周运动.如果铁路弯道的内 外轨道一样高,则火车转弯时由外侧轨道对车轮的弹力 提供向心力;如果在转弯处使铁路外轨略高于内轨,则火车经 过时支持力方向不再是竖直的,使得它的水平分力提供火 车转弯的向心力 2.汽车通过凸形桥时,由于重力的一部分提供向心力,因 此汽车对桥面的压力小于汽车的重力:汽车通过凹形地面 时,汽车对地面的压力大于汽车的重力 MYKONGLONG
1．火车转弯时，将它看成是圆周运动．如果铁路弯道的内 外轨道一样高，则火车转弯时由________侧轨道对车轮的弹力 提供向心力；如果在转弯处使铁路外轨略高于内轨，则火车经 过时支持力方向不再是竖直的，使得它的________分力提供火 车转弯的向心力． 外 水平 小于 大于 2．汽车通过凸形桥时，由于重力的一部分提供向心力，因 此汽车对桥面的压力________汽车的重力；汽车通过凹形地面 时，汽车对地面的压力________汽车的重力．
3.航天器在近地轨道的运动: (1)对航天器有:重力充当向心力,满足的关系为mg=mR 航天器的速度 VgR (2)对航天员有:由重力和座椅的支持力提供向心力,满足 的关系为m9-FN =mn,由此可得,当=gR时,FN=0, 航天员处于完全失重状态,对座椅无压力 MYKONGLONG
3．航天器在近地轨道的运动： (1)对航天器有：重力充当向心力，满足的关系为 mg＝m v 2 R， 航天器的速度 v＝__________. (2)对航天员有：由重力和座椅的支持力提供向心力，满足 的关系为____________＝m v 2 R，由此可得，当 v＝ gR时，FN＝0， 航天员处于__________状态，对座椅无压力． mg－FN 完全失重 gR
4.离心运动: (1)定义:做圆周运动的物体,在向心力突然消失或合力 不足以提供所需的向心力时,物体将沿切线方向飞出或 逐渐远离圆心,这样的运动叫做离心运动 (2)离心运动与受力:做圆周运动的物体,由于本身具有 惯性,总有沿着圆周_切线方向飞去的趋势 ①当物体所受合力F m2R时,物体做圆周运动; ②当F=0时,物体沿切线方向飞出; ③当F<mO2R时,物体逐渐远离圆心; ④当F m2R时,物体逐渐靠近圆心 MYKONGLONG
4．离心运动： 沿切线方向飞出 逐渐远离圆心 (1)定义：做圆周运动的物体，在向心力突然______或合力 不足以提供所需的向心力时，物体将____________________或 _________________，这样的运动叫做离心运动． (2)离心运动与受力：做圆周运动的物体，由于本身具有 ______，总有沿着圆周_______ 切线 方向飞去的趋势． ①当物体所受合力 F______mω2R 时，物体做圆周运动； ②当 F＝0 时，物体沿切线方向飞出； ＝ ③当 F______mω2R 时，物体逐渐远离圆心； ④当 F______mω2R 时，物体逐渐靠近圆心． 消失 惯性
(3)汽车转弯:在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向 心力由车轮与路面间的静摩擦力提供.如果转弯时速度 过大,所需向心力F很大,大于最大静摩擦力,则最大静摩擦 力不足以提供向心力,即fa<m,汽车将做离心运动 R MYKONGLONG
力不足以提供向心力，即fmax <m ，汽车将做离心运动． 静摩擦力 (3)汽车转弯：在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向 心力由车轮与路面间的______________提供．如果转弯时速度 过大，所需向心力 Fn 很大，大于最大静摩擦力，则最大静摩擦 v 2 R
KETANGTANJIU 课堂探究 条分缕见真义 知识点1生活中的向心力 以新知探究 图5-7-1所示的是汽车转弯时的示意图,此时转弯处的 路面不是水平的,而是稍微有点往内倾.图5-7-2所示的是 汽车通过凸形地面和凹形地面时的受力情况 MYKONGLONG
知识点1 生活中的向心力 图5－7－1 所示的是汽车转弯时的示意图，此时转弯处的 路面不是水平的，而是稍微有点往内倾．图5－7－2 所示的是 汽车通过凸形地面和凹形地面时的受力情况．
图5-7-1 甲 图5-7-2 MYKONGLONG
图 5－7－1 图 5－7－2
讨论: (1)汽车在水平路面上转弯时,向心力的来源是 地面对车产生的指向内侧的静摩擦力 (2)汽车在倾斜路面上转弯时,向心力的来源是 支持力的分力 (3)汽车通过凸形地面的最高点时,向心力的来源是 重力的分力 (4)汽车通过凹形地面的最低点时,向心力的来源是 支持力的分力 MYKONGLONG
讨论： 地面对车产生的指向内侧的静摩擦力 (1)汽车在水平路面上转弯时，向心力的来源是 ________________________________________． (2)汽车在倾斜路面上转弯时，向心力的来源是 ____________ 支持力的分力． (3)汽车通过凸形地面的最高点时，向心力的来源是 ________________ 重力的分力 ． (4)汽车通过凹形地面的最低点时，向心力的来源是 ________________ 支持力的分力 ．
B重点归纳 1.火车转弯问题: (1)当火车所在转弯处的内外轨无高度差时,外轨对轮缘的 弹力F就是使火车转弯的向心力,如图5-7-3甲所示(火车向 右转弯).根据牛顿第二定律F=m可知,火车的质量很大, R 在速度和轨道半径一定的情况下,外轨对轮缘的弹力很大,使 得外轨和外轮之间的磨损很大,铁轨容易受到损坏 MYKONGLONG
1．火车转弯问题： (1)当火车所在转弯处的内外轨无高度差时，外轨对轮缘的 弹力 F 就是使火车转弯的向心力，如图 5－7－3 甲所示(火车向 右转弯)．根据牛顿第二定律 F＝m v 2 R 可知，火车的质量很大， 在速度和轨道半径一定的情况下，外轨对轮缘的弹力很大，使 得外轨和外轮之间的磨损很大，铁轨容易受到损坏．
甲 图5-7-3 (2)当外轨略高于内轨时,火车所受重力和支持力的合力提 供向心力,即Gtan0=mR,如图5-7-3乙所示 ①当火车速度等于 eRtan时,内外轨对轮缘无侧压力; ②当火车速度大于 eRtan 6时,外轨对轮缘有侧压力; ③当火车速度小于gRanθ时,内轨对轮缘有侧压力 MYKONGLONG
图 5－7－3 (2)当外轨略高于内轨时，火车所受重力和支持力的合力提 供向心力，即 Gtan θ＝m v 2 R，如图 5－7－3 乙所示． ①当火车速度等于 gRtan θ时，内外轨对轮缘无侧压力； ②当火车速度大于 gRtan θ时，外轨对轮缘有侧压力； ③当火车速度小于 gRtan θ时，内轨对轮缘有侧压力．